一種基于ADS1118的雙通道寬范圍溫度測量系統(tǒng)

夏勝德

（永旭騰風新能源科技（上海）有限公司，上海 201800）

0 引言

燃氣輪機在將化學能轉(zhuǎn)換為電能的過程中，燃料的燃燒充分度，燃燒室器件的工作狀態(tài)，系統(tǒng)有無超溫等狀態(tài)均能通過監(jiān)視其排氣溫度來判斷，監(jiān)視排氣溫度有著重要的意義，在選擇測量元件上，熱電偶因其測溫范圍廣、堅固耐用、響應(yīng)快、無自發(fā)熱等優(yōu)點，溫度監(jiān)測被廣泛應(yīng)用，但在寬溫度區(qū)間其呈現(xiàn)了較為明顯的非線性，同時依賴對冷端溫度的識別也即是冷端補償，本文采用帶內(nèi)部溫度補償?shù)母呔饶?shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)這一過程的準確測量，對于非線性溫度在小步長溫度范圍區(qū)間采用線性差值算法進行溫度換算，整個硬件系統(tǒng)的技術(shù)指標如表1所示。

表1 測溫系統(tǒng)技術(shù)指標

1 測量原理及硬件系統(tǒng)設(shè)計

1.1 測量原理

熱電偶是由兩種不同的合金導(dǎo)體其中的一端端點焊接在一起而另一端保持斷開的測溫元件，通常由鉻鎳組成。如圖1所示是塞貝克效應(yīng)呈現(xiàn)的導(dǎo)體冷端和熱端不同區(qū)域的電子分布示意圖，只要一個導(dǎo)體從一端到另外一端經(jīng)歷了一個溫度梯度，就會產(chǎn)生一個電動勢。這個電動勢由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子以不同的速率（取決于溫度）擴散而上升。導(dǎo)體熱端上具有更高能量的電子擴散的速度，快于冷端上具有較低能量電子的擴散速度。凈效應(yīng)就是在導(dǎo)體的一端上出現(xiàn)電荷的堆積，并且在熱端和冷端之間產(chǎn)生一個電動勢。不同類型的金屬以不同的強度水平表現(xiàn)出這個效應(yīng)。……